Gemeinsam mit Endress+Hauser und Techno Compound sowie den Universitäten Bayreuth und Jena erforscht BASF, wie sich das werkstoffliche Recycling von Kunststoffen verbessern lässt. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekt „SpecReK“ (Spektroskopische Untersuchung des Recyclings von Kunststoffen) hat zum Ziel, die Zusammensetzung von Kunststoffabfällen während des Recyclingprozesses zuverlässig und präzise zu identifizieren und die Qualität der recycelten Kunststoffe zu verbessern. Dazu sollen modernste Messmethoden in Kombination mit künstlicher Intelligenz eingesetzt werden.
Die Forscher setzen dabei auf spektroskopische Verfahren. Diese nutzen die Wechselwirkung von Licht und Material, um Informationen über die chemische Struktur des recycelten Kunststoffs zu gewinnen. So wollen die Projektpartner in Echtzeit ermitteln, aus welchen Kunststoffarten, Additiven und Verunreinigungen sich das Material bei der Verarbeitung zusammensetzt. Im nächsten Schritt soll ein KI-Algorithmus Muster in den Messdaten erkennen und vorschlagen, welche weiteren Komponenten zugegeben oder wie der Recyclingprozess angepasst werden muss, um die Qualität des recycelten Kunststoffs zu verbessern.
Forschungsgemeinschaft soll Analysewerkzeuge für besseres Kunststoffrecycling der Zukunft entwickeln
„Derzeit haben wir nicht die notwendigen Analysewerkzeuge, um während des Verarbeitungsprozesses zu ermitteln, welche Bestandteile der mechanisch recycelte Kunststoff genau enthält“, erklärt Projektkoordinator Dr. Bernhard von Vacano, Leiter des Forschungsprogramms Plastics Circularity bei BASF. Diese Informationen sind aber erforderlich, um die Qualität von Kunststoffabfällen bewerten und verbessern zu können. „Denn dann können wir in Zukunft mehr mechanisch recycelte Kunststoffe zur Herstellung hochwertiger Produkte verwenden und den Recyclingprozess effizienter und nachhaltiger gestalten“, so von Vacano.
Verbesserung der Qualität der recycelten Kunststoffe durch gezielte Prozesssteuerung und Zugabe von Additiven
Der größte Teil der Kunststoffabfälle, die heute in den Recyclingprozess gelangen, wird mechanisch recycelt. Die Abfälle werden gesammelt, sortiert, zerkleinert, gereinigt und anschließend eingeschmolzen. Je nach Ausgangsmaterial und Sortieraufwand enthält die Schmelze unterschiedliche Kunststoffarten, Additive und Verunreinigungen. Die Qualität des zurückgewonnenen Materials schwankt daher in vielen Fällen und reicht nicht immer aus, um daraus wieder hochwertige Kunststoffprodukte herzustellen.
Stärkung der Kreislaufwirtschaft durch Erhöhung der Verwertungsquote
„Mit der steigenden Nachfrage nach hochwertigen Recyclingmaterialien ist es unter den aktuellen gesetzlichen Anforderungen entscheidend, die Materialeigenschaften und Zusammensetzung von mechanisch recycelten Kunststoffabfällen genau zu verstehen und das Verfahren zu optimieren. Damit werden wir die Kreislaufwirtschaft stärken“, so von Vacano.
In dem Verbundprojekt arbeitet BASF mit Endress+Hauser, Techno Compound, der Universität Bayreuth und der Friedrich-Schiller-Universität Jena zusammen. Das Projektvolumen beträgt insgesamt 2,2 Millionen Euro. Zwei Drittel finanziert das BMBF mit Fördermitteln im Forschungsprogramm Quantensysteme, ein Drittel übernehmen die Projektpartner.
Kreislaufwirtschaft braucht chemisches und mechanisches Recycling
Ist ein mechanisches Recycling von Kunststoffabfällen technologisch nicht möglich oder zu aufwändig, können Kunststoffe auch durch chemisches Recycling wieder in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden. Beide Recyclingprozesse, chemisch und mechanisch, sind wichtig für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft und ergänzen sich. Deshalb arbeitet BASF an beiden Recyclingverfahren, um diese kontinuierlich weiterzuentwickeln.
